納米多功能磁共振造影劑的設計、合成及其生物應用.pdf

1、為了解決磁共振成像中配合物造影劑的成像時間相對較短,以及單功能造影劑在疾病和腫瘤診斷中的局限性,研究內容主要集中在以下兩個方面:1)設計并制備出新的多功能納米結構造影劑以增加在造影劑在腫瘤細胞或組織中的存留時間；2)具有靶向功能的納米多功能造影劑應用于生物系統(tǒng)的多功能或多模式成像,以達到提高診斷腫瘤細胞或組織的準確性的目的。
　　 1.熒光分子標記的四氧化三錳T1造影劑的合成及其在生物成像中的應用在這部分研究中,通過高溫熱解法制

2、備出油溶性的四氧化三錳納米粒子,通過二氧化硅的修飾使其具有水溶性且粒子表面帶有大量氨基,得到平均粒徑為35納米的核殼結構的磁性納米粒子(Mn3O4@SiO2-NH2)。然后將熒光染料分子(RBITC)和葉酸分子(FA)連接到納米粒子表面,得到功能化的四氧化三錳磁性納米粒子(Mn3O4@SiO2(RBITC)-FA)。Mn3O4@SiO2(RBITC)-FA納米粒子具有良好的親水性及穩(wěn)定性,并且在其錳離子濃度小于50μg／mL時,細胞毒性

3、很小,具有良好的生物相容性。通過磁共振測試可知,Mn3O4@SiO2(RBITC)-FA納米材料在0.5T的磁場下的縱向弛豫率(r1)為0.50mM-1·s-1,而在3.0T的磁場下的縱向弛豫率(r1)為0.47mM-1.s-1,證明合成的多功能造影劑具有進行T1磁共振造影的能力。通過T1磁共振成像測試和流式細胞試驗,證明了合成的Mn3O4@SiO2(RBITC)-FA納米粒子可以主動靶向癌細胞,并且在癌細胞中表現(xiàn)出了良好的T1磁共振成

4、像和熒光成像。另外,通過磁共振成像實驗、熒光共聚焦實驗和流式細胞實驗證明了Mn3O4@SiO2(RBITC)-FA納米材料對高FAR表達的癌細胞具有更高的親和作用(主動靶向作用),達到了多種成像模式檢測癌細胞的目的。
　　 2.釓配合物標記的四氧化三鐵T1、T2雙模式造影劑的合成及其在生物成像中的應用在這部分研究中,通過熱解法制備出油溶性的超順磁性的四氧化三鐵納米粒子,利用硅烷水解反應將其表面修飾上二氧化硅殼層,在解決水溶性的同

5、時,使得納米粒子表面帶有大量的氨基,得到平均粒徑為21納米的Fe3O4@SiO2-NH2納米粒子。然后,利用Fe3O4@SiO2-NH2納米粒子表面的氨基將可以進行T1加權成像的順磁性釓的配合物(Gd-DTPA)和具有生物靶向功能的環(huán)肽(RGD)連接到納米粒子表面。得到的Fe3O4@SiO2(Gd-DTPA)-RGD納米粒子具有良好的水溶性和膠體穩(wěn)定性。在材料濃度小于200μg／mL時,利用MTT法測試出的Fe3O4@SiO2(Gd-D

6、TPA)-RGD納米粒子的細胞毒性很小,具有良好的生物相容性。通過磁共振成像測試可知,Fe3O4@SiO2(Gd-DTPA)-RGD(nGd／Fe=0.3:1)納米粒子納米材料在3.0T的磁場下的縱向弛豫率(r1)和橫向弛豫率(r2)分別為4.2mM-1·s-1和17.4mM-1·s-1,因此,所合成的Fe3O4@SiO2(Gd-DTPA)-RGD納米材料具有進行T1和T2磁共振造影的能力。最后,通過細胞和活體磁共振成像實驗表明,合成的